Общеобменная вентиляция

     Статья подготовлена ведущим инженером-проектировщиком ООО «Легенда» Шубиным В.С.

+7 (812) 309-32-30, info@legenda-spb.com

1. Общеобменная вентиляция

     Общеобменные системы вентиляции предназначены для обеспечения нормируемых параметров воздуха и предельно-допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ в рабочей зоне. Данные системы обеспечивают смену воздуха в помещении и ассимиляцию выделяю-щихся вредностей в помещении.

     Системы общеобменной вентиляции используются во всех типах зданий – жилых, административных, общественных, производственных.

     Примеров систем общеобменной вентиляции можно привести множество – офисные помещения, торговые центры, спортивные комплексы, учебные заведения и т.д.

2.1. Общеобменная вентиляция с механическим побуждением

     Наибольшее распространение в настоящее время получают системы вентиляции с механическим побуждением (движение воздуха в системах осуществляется за счёт вентиляторов) Такие системы распространены в квартирах, индивидуальных жилых домах, офисных зданиях, торговых центрах и т.д.

     При организации воздухообмена за счет естественной вентиляции, большая часть теплого воздуха в холодный период года, уходит наружу. Естественная вентиляция также имеет ещё один минус – при определенных условиях, она вообще может отсутствовать, например, в межсезонье и летом. Это связано с небольшой разницей в плотности внутреннего и наружного воздуха. Данный фактор негативно сказывается на условиях микроклимата в помещениях.

     Механические системы вентиляции не имеют таких недостатков и гарантируют обеспечение воздухообмена круглый год. Работа таких систем, позволяет обеспечить необходимые климатические параметры воздуха в помещениях и сохранить тепло.

     К минусам механических систем вентиляции можно отнести их энергозависимость. В таких системах некоторая часть электроэнергии потребляется вентиляторами. Также электроэнергия требуется для нагрева воздуха в электрических калориферах или тепловая энергия для нагрева воздуха в водяных калориферах.

2.1.1. Общеобменная вытяжная вентиляция с механическим побуждением

     Основным элементов для вытяжной механической вентиляции является вентилятор.

2.1.2. Общеобменная приточная вентиляция с механическим побуждением

     Системы механической приточной вентиляции устроены несколько сложнее. Кроме вентилятора, за счет которого воздух забирается с улицы и подается в помещение, приточные системы могут комплектоваться следующими элементами:

• воздухокалорифером, для нагрева воздуха зимой;
• воздухоохладителем, для охлаждения воздуха летом;
• рекуператорами, для утилизации тепла удаляемого воздуха;
• увлажнителем;
• осушителем;
• обратными или воздушными клапанами, для перекрытия вентиляционного канала;
• воздушными фильтрами;
• шумоглушителями.

2.1.3. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением

     Системы общеобменной приточно-вытяжной вентиляции осуществляют комплексную приточную и вытяжную вентиляцию с механическим побуждением. Большинство объектов, требующих организацию вентиляции, оснащаются механическими приточно-вытяжными системами. В общем понимании термин приточно-вытяжная вентиляция подразумевает наличие, как приточной, так и вытяжной систем вентиляции.

     В связи с тем, что воздух, удаляемый из помещений – теплый, просто «выбрасывать» его на улицу нецелесообразно. Для подачи приточного воздуха с улицы в помещение, его нужно предварительно нагреть до требуемой температуры, что ведет к затратам на тепло или электричество.

     Для снижения затрат потребляемых энергоресурсов, системы приточной вентиляции комплектуются устройствами рекуперации тепла.

     Рекуперация тепла удаляемого воздуха, является одним из ключевых методов экономии энергоресурсов в системах вентиляции.

     По типу, назначению и возможности их применения, данные устройства разделяют на:

• роторные рекуператоры
• пластинчатые рекуператоры
• гликолевые рекуператоры
• секции рециркуляции воздуха

     В зависимости от типа объекта, технологических процессов, качества удаляемого из помещения воздуха, некоторые из указанных выше типов утилизаторов тепла не могут применяться.

     Выбор конкретного типа рекуператора осуществляется на этапе разработки проекта.

2.1.3.1. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением и роторным рекуператором

     Роторный рекуператор состоит из стального оцинкованного или алюминиевого корпуса, ременного привода и ротора. Основа устройства - барабан, вращающийся с помощью электро-двигателя. барабан сделан из двух видов алюминиевой фольги: гладкой и гофрированной, которые намотаны друг на друга.

     Барабан устанавливают перпендикулярно движению воздуха. Исходящий воздух оставляет тепло в том секторе ротора, через который проходит. Вращаясь, прибор передает тепловую энергию приточным массам, а сам нагретый сектор охлаждается.

Рисунок 7

     Коэффициент полезного действия (КПД) роторных рекуператоров составляет 70-85% в зависимости от температуры приточного и вытяжного воздуха, соотношение расходов, а также влажности воздуха. Кроме сохранения тепла, роторные рекуператоры, определенной конструкции, также могут передавать влагу от более влажного воздуха - сухому.

     Роторные рекуператоры не рекомендуется использовать для помещений, из которых удаляется сильно загрязненный воздух, воздух с примесями жира (при отсутствии специальной системы очистки), т.к. примеси, грязь и жир будут отлагаться на каналах ротора, что ухудшит процесс теплопередачи и снизит эффективность рекуператора.

     Также данный тип рекуператоров, не рекомендуется использовать для чистых помещений.

     К основным преимуществам роторных рекуператоров можно отнести:

• высокий КПД;
• возможность передачи не только теплоты, но и влаги);
• отсутствие необходимости в организации отвода конденсата;

     Среди недостатков роторных теплообменников выделяют:

• незначительный переток вытяжных воздушных потоков в приток;
• более сложная, по сравнению с другими типами рекуператоров, конструкция;
• наличие подвижных, в конечном счете, изнашиваемых частей
• необходимость электропотребления для вращения ротора.

2.1.3.2. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением и пластинчатым рекуператором

     Пластинчатый рекуператор представляет собой кассету с установленными в нем рядами пластин из оцинкованной стали, фольги, полимеризованной бумаги или пластика.

     Пластины разделяют потоки воздуха, которые проходят перпендикулярно или противоточно. Пластины разделяют приточный и вытяжной потоки и, изолировав их друг от друга, не дают им смешиваться. Рекуператоры снабжены поддоном для слива конденсата, который образуется в процессе работы.

     Принцип действия пластинчатого рекуператора заключается в передаче тепла от вытяжного воздуха приточному через стенки. При работе системы вентиляции холодный поток поступает в рекуператор с улицы. Параллельно из помещения удаляется теплый вытяжной воздух, который нагревает пластины. Приточный поток, проходя через блок устройства, соприкасается с пластинами и «забирает» тепло. Таким образом происходит непрерывный процесс передачи тепла и подогрева приточного воздуха, что позволяет минимизировать затраты энергии на подогрев воздуха.

     В связи с выпадением конденсата на стенках рекуператора и его обмерзанием в зимний период года, в конструкции рекуператора часто предусмотрен байпас (обходной канал). В случае обмерзания рекуператора, по сигналу датчика температуры удаляемого воздуха, открывается клапан байпаса, и приточный воздух проходит мимо рекуператора. Обмерзшие пластины рекуператора оттаивают за счет теплого вытяжного воздуха, после чего по сигналу датчика температуры, байпас перекрывается и приточный уличный воздух снова поступает в полость рекуператора.

Рисунок 9

     Пластинчатые рекуператоры имеют свои преимущества и недостатки.

     Преимущества пластинчатых рекуператоров:

• невысокая цена;
• простота конструкции;
• легкий и быстрый монтаж;
• долговечность;
• отсутствие смешивания потоков приточного и вытяжного воздуха;
• простота обслуживания.

     Недостатки пластинчатых рекуператоров:

• образование конденсата;
• обмерзание при низких температурах;
• сравнительно невысокий КПД — до 65%;
• невозможность использования для устройства системы вентиляции в помещениях с повышенным уровнем влажности.

2.1.3.3. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением и гликолевым рекуператором

     Гликолевый рекуператор (рекуператор батарейного типа) - устройство, передающее тепловую энергию посредством циркуляции незамерзающей жидкости в системе из двух теплообменников. В качестве такой жидкости могут использоваться растворы пропилен и этиленгликоля.

     Два теплообменника, расположенные в приточном и вытяжном вентиляционном каналах, соединяются между собой замкнутым трубопроводным контуром, по которому циркулирует гликоль.

     Каналы полностью независимые и воздух не смешиваются между собой.

     Принцип действия и устройство гликолевого рекуператора представлен на рисунке ниже:

Рисунок 10

     При использовании в холодное время года на теплообменнике вытяжного канала может образоваться конденсат. Для удаления конденсата предусматривается дренажная система. Также следует заметить, что теплообменники гликолевого рекуператора должны комплектоваться смесительными узлами водно-гликолевого контура, для регулирования производительности и температуры воздуха в приточном канале.

     Использование гликолевых рекуператоров широко применяется при технологических про-цессах отвода тепла от оборудования.

     Гликолевые рекуператоры имеют свои преимущества и недостатки.

     Преимущества гликолевых рекуператоров:

• Возможность удаленного расположения теплообменников;
• Отсутствие подвижных частей, что существенно снижает риск поломок;
• Возможность использования нескольких приточных и вытяжных систем;
• Отсутствие смешения потоков воздуха

     Недостатки гликолевых рекуператоров:

• Низкий КПД: 15-40%;
• Необходимость затрат на электроэнергию для работы насоса;
• Необходимость устройства трубопроводной сети;
• Более трудоемкое техническое обслуживание.

2.1.3.4. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением и рециркуляцией воздуха

     Рециркуляция воздуха - это смешение определенного количества уже отработанного воздуха и приточных воздушных масс. Благодаря данному методу происходит значительное снижение растрат энергии на подогрев очищенных воздушных масс в холодные времена года.

     Системы вентиляции с рециркуляцией вытяжного воздуха могут быть как с частичной рециркуляцией, так и со 100%-й.

     Общая схема работы приточно-вытяжной вентиляционной системы с рециркуляцией выглядит следующим образом: вытяжной воздух, удаляемый из обслуживаемого помещения частично или полностью подается в секцию смешения приточной установки. Там он ассимилируется (смешивается) со свежим приточным воздухом, за счет чего нагревается / охлаждается и увлажняется (в зависимости от влажности удаляемого воздуха), и далее поступает, либо в помещение, либо в дальнейшие секции обработки воздуха приточной установки.

     Следует отметить, что рециркуляция воздуха в соответствии с СП 60.13330.2016 в ряде случаев не допускается.

     Преимущества системы:

• система с рециркуляцией воздуха не требует устройства сложных секций рекуперации;
• низкая стоимость.

     Недостатки системы:

• систему можно применять не во всех помещениях и при соблюдении ряда определенных условий, описанных выше;
• требует сложного расчета;
• возможно образование конденсата и обмерзание камеры смешения.

2.2. Общеобменная вентиляция с естественным побуждением

     Вентиляция с естественным побуждением осуществляется за счет разницы давления воздуха в помещении и на улице.

     К данному типу вентиляции относится как подача воздуха в помещения через окна и форточки, так и через воздушные каналы, клапаны инфильтрации.

     Главное преимущество естественной вентиляции в том, что она работает сама по себе, без использования каких-либо дополнительных устройств. Из этого вытекает и существенная экономия в сравнение с механической.

     Следует отметить, что воздух поступает и удаляется в помещениях не организованно, то есть невозможно точно предусмотреть, какое количество воздуха поступит и удалится, например, через клапаны инфильтрации в наружных стенах или открытые окна. Это обусловлено рядом факторов, таких как температура, плотность воздуха на улице и в помещении, скорость ветра, высота расположения приточного клапана от уровня земли, перепад высот между вытяжной решеткой в помещении и местом выброса воздуха на улицу.

     Таким образом, реализовать расчетный воздухообмен в помещении за счет системы естественной вентиляции достаточно трудоемко и требует детальных проектных расчетов.

2.2.1. Приточная общеобменная вентиляция с естественным побуждением

     Для подачи воздуха в помещения системами естественной вентиляции используется оконные проемы, фрамуги, клапаны.

     Данные устройства можно чаще всего наблюдать в жилых многоквартирных домах. Один клапан позволяет обеспечивает подачу воздуха в размере не более 50 м³/час.

     Клапаны инфильтрации наиболее эффективно работают в зимний период, когда обеспечивается максимальный перепад температур и давлений внутреннего и наружного воздуха.

2.2.2. Вытяжная общеобменная вентиляция с естественным побуждением

     Основным элементом системы вытяжной вентиляции является вентиляционная шахта. Как правило, вытяжные вентиляционные каналы обустраивают для санузлов и кухонь.

     Наиболее эффективно такие системы вытяжной вентиляции работают на нижних этажах, так как обеспечивается максимально возможный перепад высоты между вытяжной решеткой и кровлей (местом выброса воздуха).

     Для усиления тяги и наиболее эффективного удаления воздуха, на вентиляционные шахты на кровле устанавливаются дефлекторы.

2.2. Общеобменная вентиляция смешанного типа

     Очень часто совмещают между собой системы естественной и механической вентиляции. Подача воздуха в помещение происходит через оконные фрамуги, инфильтрационные клапаны и т.д., а удаление - системами с механическим побуждением. Наиболее часто такой тип системы вентиляции используется в квартирах или жилых домах.

     Возможен и обратный вариант – подача воздуха в помещение осуществляется за счет системы механической вентиляции, а удаление через шахту естественной вентиляции.

     Также данный тип вентиляции смешанного типа находит свое применение для вентиляции производственных помещений, театров, концертных залов, учебных аудиторий, спортивных залов, офисах и т.д.

Написать комментарий